Mit 10 Abbildungen und 8 Tabellen
Inhalt
1. Aufgabenstellung .. . . .......................... ................................ 43
2. Massenhaushalt ..... . . ..................... ............. . . ......... .......... 43
2.1. Die Lage des Arbeitsgebietes ................... ....... .......... .......................... 43
2.2. Ablationspegel ...... . . ....... ................... .... ....................... 45
2.3. Pegelbewegung ........... ...... . . ..... ......... ..................... 46
2.4. Schneeschächte ... ...... . . ..... ......... ......... ............... ..... 47
2.5. Massenbilanz und Gleichgewichtslinie ........................................... . . 48
2.6. Flächenverhältnisse ...................... ................................... .. 49
2.7. TS-Kurven .................................................... ............ .... 49
2.8. Klimadaten ' ... .. . . ............ .......•................... ............... 51
3. Wärmehaushalt ......... ............................... ............... : ............... 51
4.1. Messungen von Eis- und Firntemperaturen am Hintereisferner ............................ ........ 52
4.2. Oberflächen-Temperaturen ........ ... ................. .................... ... . . ......... 52
4.3. Der Spektralverlauf der Albedo ...... ...... ....................... ............... 53
4.4. Verdunstung ....... ............. ..................... ......... .......... ... 54
Literatur ..... . . .............................. .................... ...... ...... 54
1. Aufgabenstellung
Die Glieder der hydrologischen Bilanz (Niederschlag
= Abfluß
+
Verdunstung+
Speicherung) sollen für das Einzugsgebiet des Hintereisbachs bestimmt und mit dem Verhalten der Atmosphäre vom lokalen bis zum synoptischen Maßstab in Verbindung gesetzt werden.Wegen der ungünstigen Beschaffenheit des Bach-betts vor der abschmelzenden Gletscherzunge konnten in der Periode 1975-1980 keine Abflußmessungen am Hintereisbach selber vorgenommen werden. Pegelmes-sungen sind erst von der Roten- und Venterache vor-handen.
Die Arbeiten konzentrierten sich daher auf die direkte Bestimmung der Speicherung oder des Massenhaus-halts des Hintereisferners, ferner auf die Bestimmung des Gebietsniederschlags und seit 1979 auch auf direk-te Verdunstungsmessungen. Der klimatologische Teil des Projekts wird mit fortlaufenden Registrierungen an Stationen im Bereich des Gletschers und in Vent fun-diert, und wird durch kurzfristige Wärmehaushaltsmes-sungen ergänzt.
Die wesentlichen Ergebnisse dieser Untersuchungen aus der Zeit des IHP 1975-1980 sind im folgenden zu-sammengefaßt. Für ausführliche Darstellungen wird auf die Veröffentlichungen verwiesen, die am Ende des Be-richts angeführt sind.
2. Massenhaushalt
2.1. Die Lage des Arbeitsgebietes Auf der Übersichtskarte des Roten- und Niedertals (Abb. 1) sind die Abflußpegel und ihre Einzugsgebiete eingetragen. Das Einzugsgebiet der Rofenache ist 98 km2 groß und war 1970 zu etwa 70 % vergletschert.
Für die Pegelmeßstelle unterhalb des Zusammenflus-ses von Roten- und Niedertalerache sind die entspre-chenden Werte 165 km 2 und 40 % , für die Meßstelle unterhalb des Hochjochhospizes lauten die Werte 26,6 km2 und 58 % (1959). Von den 13 eingetragenen Tota-lisatoren sind heute 10 in Betrieb, Nr. 8, 11 und 12 sind eingestellt.
Im Gebiet des Hintereisferners sind zwei Klimastatio-nen in Betrieb (Zunge 2440 m und Station Hintereis 3030 m). Zeitweise Registrierungen liegen vom Hoch-jochhospiz und von 2800 m und 2960 m Höhe am Hin -tereisferner vor, wo während der Hauptablationsperiode 1971 eine Wärmehaushaltsstation in Betrieb war. Eine automatische Kamera zur Beobachtung der temporären Schneegrenze steht zwischen den beiden Gletschern am Rofenberg in der Nähe des Totalisators Nr. 3.
Die Station Hintereis wird von Vent in 5-6 Stunden über das Hochjochhospiz erreicht oder in ca. 2 Stunden
43
LEGENDE: e TOTALISATOR
~ ABFLU SZMESZSTELLE
•STATION HINTEREIS
. . ·. .
··· o~··~
VENT0 •• 1893
0 • •
e 13 •••• ••••
0 0 0 0 00
3026
m:
46°
50·~~,-;--;--;-;-:--;-;-:-"77:~~~~~;;;;~~~~~'>;-l--/----;-/::-:~r---0 3 4 5
KM
Abb. 1: Übersichtskarte des Einzugsgebietes der Schreibpegel Vent-Venterache (165 km2), Vent-Rofenache (98 km2) und Steg-Hospiz (26,6 km2); Gletscherflä-chen eng gerastert.
HINTEREISFERNER 1969-1979
- 1969 -1979
Okm 0,5 1.0
Abb. 2: Oberflächenvergleich des Hintereisferners des Jahres 1969 mit 1979.
von der Bergstation der Schnalstaler Gletscherbahn (Südtirol).
Am 14. August 1979 wurde vom Bundesamt für Eich-und Vermesungswesen ein Bildflug über den Hintereis-ferner und die Zunge des KesselwandHintereis-ferners durchge-führt. Aus dem Bildmaterial wurde in der Abteilung für Photogrammetrie des Amts der Tiroler Landesregierung eine Karte im Maßstab 1 : 10.000 hergestellt. Aus dem Schichtlinienplan wurde ein digitales Geländemodell gewonnen, das die Berechnung von Energie- und Mas-senhaushalt in einem Netz von 20, 50 oder 100 m Ma-schenweite ermöglichen soll.
Tabelle 1
Die neue Karte ermöglicht auch den Volumsvergleich zum Jahr 1969, der in der Abbildung 2 wiedergegeben ist.
2.2. Ablationspegel
197 4 standen auf der Zunge des Hintereisferners 101 Ablationspegel unter Beobachtung. Im Jahre 1975 wa-ren es 89, 1976 - 84, 1977 - 75, 1978 - 78, 1979 -98, 1980 - 85 Pegel. Bedingt durch die positiven Mas-senbilanzen der Haushaltsjahre 1976/77 und 1977/78
Nettoablation am Hintereisferner [cm Wasseräquivalent im hydrologischen Jahr].
Pegel 1976 1977 1978 1979 1980 Pegel 1976 1977 1978 1979 1980
81 (1) 493 432 334 437 436 25 (44) 201 85 304 182
72 (2) 572 478 383 447 428 26 (35) 207 107 107 255 237
9 (3) 462 399 368 467 461 27 (36) 204 92 88 217 175
2500 m 28 (37) 199 94 98 210 158
75 (4) 456 379 299 389 392 92 (38) 155 67 68 198 160
10 (5) 380 278 190 298 279 30 (45) 152 20 27 147 92
11 (6) 393 341 344 374 356 29 (42) 119 10 11 145 70
76 (7) 464 420 374 488 513 93 (48) 197 31 19 138 95
12 (8) 325 270 228 333 251 03 (46) 105 33 - 6 132 67
77 (9) 417 318 292 387 364 31 (39) 158 56 63 166 140
13 (11) 383 269 290 328 319 33 (41) 239 83 56 176 118
14 (10) 351 282 251 309 303 34 (40) 179 66 60 194 134
2600 m 112 (47) 130 42 17 136 97
80 (12} 286 245 212 308 244 40 (50) 132 -11 81 165 109
78 (13) 320 258 214 293 335 41 (49) 107 22 14 131 88
116 (14) 323 262 229 266 214 42 (52) 113 32 13 149 85
79 (15) 283 224 206 296 238 39 (53) 111 -4 60 157 61
16 (16) 293 231 217 268 298 94 (58) 90 Akk. Akk. 88
17 (17) 300 258 210 299 267 46 (54) 91 Akk. Akk. 117 58
73 (18) 285 207 167 286 273 2800 m
74 (19) 289 185 187 292 296 47 (55) 102 -8 - 13 127 106
18 (20) 288 260 162 306 300 38 (61) 118 84 40 - 18 96
86 (21) 259 164 160 260 213 48 (60) 109 -5 Akk. 36 24
22 (22) 279 225 189 264 264 49 (59) 71 - 20 - 56 93 28
82 (27) 234 186 136 259 237 50 (57) 91 5 98 55
85 (23) 318 164 66 170 233 52 (62) 31 22 1 11 74
20 (24) 245 160 115 212 162
21 (26) 229 158 139 240 224
87 (25) 205 147 105 237 207
88 (28) 242 133 122 0 117
2700 m
23 (29) 210 143 134 218 197
85 (30) 185 114 107 212 174
88 (34) 218 132 117 206 129
90 (31) 214 133 111 230 148
89 (33) 187 115 93 225 178
24 (32) 208 88 78 189 130
45
Tabelle 2
Schneeschächte am Hintereisferner.
1975/76 1976/77 1977/78 1978/79 1979/80
Meßstelle IA, ca. 2450 m (unter Langtauferer Spitze)
Tiefe [cm] 88 351 209 220 78
Dichte [g/cm3] 0,410 0,504 0,459 0,479 0,464
Wasserwert [cm] 36 177 96 106 36
Meßstelle SJ, ca. 3270 m (Steinschlagjoch)
Tiefe [cm] 250 297 260 138 146
Dichte [g/cm3] 0,416 0,504 0,482 0,434 0,521
Wasserwert [cm] 104 150 125 60 76
Meßstelle HJ, ca. 3315 m (Hintereisjoch)
Tiefe [cm] 311 616 429 318 304
Dichte [g/cm3] 0,433 0,534 0,473 0,516 0,536
Wasserwert [cm] 135 329 203 164 163
Meßstelle ST, ca. 3250 m (Schimppstollen)
Tiefe [cm] 288 525 391 269 329
Dichte [g/cm3] 0,477 0,530 0,518 0,505 0,574
Wasserwert [cm] 137 278 203 136 189
Meßstelle WJ, ca. 3170 m (Weißkugeljoch)
Tiefe [cm] 250 460 429 294 345
Dichte [g/cm3] 0,472 0,529 0,541 0,495 0,571
Wasserwert [cm] 118 243 232 145 196
Meßstelle BE, ca. 3145 m (Badeeis)
Tiefe [cm] 250 460 344 261 239
Dichte [g/cm3] 0,477 0,533 0,487 0,474 0,579
Wasserwert [cm] 119 245 167 124 138
Meßstelle TE, ca. 3070 m (Teufelsegg)
Tiefe [cm] 195 390 196 181 179
Dichte [g/cm3] 0,469 0,538 0,462 0,453 0,549
Wasserwert [cm] 91 210 90 82 98
Meßstelle LJ, ca. 3110 m (Langtaufererjoch)
Tiefe [cm] 161 382
Dichte [g/cm3] 0,447 0,520
Wasserwert [cm] 72 199.
Meßstelle LS,
Tiefe [cm] 220 430
Dichte [g/cm3] 0,499 0,530
Wasserwert [cm] 110 228
sind einige die'ser Pegel temporär in den unteren Be-reich des Nährgebiets gelangt und konnten erst im Sommer 1979 zu einem Teil wieder gefunden werden.
10 Pegel wurden im Höhenbereich zwischen 2800 m und 1950 m auf Grund der Ausaperung des Gletschers im Sommer 1979 neu gesetzt. 1978 wurde die alte Nu-merierung der Ablationspegel aus Übersichtsgründen geändert und eine neue, durchlaufende Numerierung von 1- 70 vom Zungenende bis zum Nährgebiet einge-führt. In der Tabelle 1 stehen die neuen Nummern in Klammer, die alte Numerierung an erster Stelle.
Jeweils im Herbst wurden alle vorhandenen Abla-tionspegel vermessen, so daß die
Fließgeschwindigkei-46
281 188 204
0,493 0,471 0,558
139 88 114
ca. 3180 m (Stationsgletscher)
237 160 233
0,458 0,460 0,585
108 73 136
ten an der Oberfläche des Gletschers an vielen Punk-ten im Ablationsgebiet bekannt sind.
2.3. Pegelbewegung
Die Höhe und Koordinaten der Pegel am Hintereisfer-ner werden jährlich eingemessen. Die Pegel des Längs-profils \'{erden dabei jährlich an einem fixen Punkt neu eingebohrt. Abbildung 3 zeigt die Bewegung der Längs-pegel L5, L6, L7 im Lauf von neun Jahren: die Jahres-zahlen ·bei den Längspegeln geben jeweils den Sommer
L6
•
•
77 ~3 71L5 73 72 • • •11
Abb. 3: Bewegung der Pegel von 1957-1980.
an, in dem dieser Pegel in der Ausgangsposition (79) eingesetzt wurde.
Die beiden Ablationspegel B5 und B8 wurden dage-gen nie versetzt. Sie sind mit dem Gletscher mitgewan-dert und haben dabei von 1957 bis 1980 die angegebe-nen Positionen erreicht.
3200
Abb. 4: Massenbilanz-Analysenkarte für das Haushaltsjahr 1975/1976.
• „
57 63 64
• •
L7 17 80
•• •
79 77 71
„ • • •
63 64 67 69 71 80
•
88
2.4. Schneeschächte
Die Netto- Akkumulation wird in Schneeschächten g~_messen (Tab. 2), wobei die Schichtung, Korngröße, Harte und Dichte in senkrechtem Abstich an der Sehachtwand bis zu einem Leithorizont bestimmt wird.
HINTEREISFERNER 1975-76
Okm 0,5 10
3300....-~~~~T.-~~~1,~~~~Tl~~~~.-~~~,
m
3100
1-
2900
1-.s2
59• 71
•
• 1053• •53
Abb. 5: Hintereisferner: Höhe der Gleichgewichtslinie - spezifische Massenbilanz.
Tabelle 3
1975/76 bis 1979/80 . f
Massenbilanz Hintereis erner
Netto-
Netto-akkumulation ablation
Haushaltsjahr Sc Be Sa Ba
s
1. 10. 30. 9. [km2 ) [106 m3 ww] [km2) [106.m3 ww] [km2]
1975/76 5,23 2,64 3,73 5,45 8,96 1976/77 6,95 9,24 1,93 2,48 8,88 1977/78 6,81 5,87 2,07 2,22 8,88 1978/79 5,22 2,85 3,55 4,84 9,08 1979/80 6,06 3,54 2,96 3,99 9,08
Als solcher kann ein natürlicher Schmutzhorizont einer spätsommerlichen Schönwetterperiode dienen.
Zur Bestimmung der Schneedichte wird ein Ausste-chrohr aus Aluminium (Pesola) mit einem Inhalt von 500 cm3 (19,6 cm Länge, 25,5 cm2 Grundfläche) ver-wendet. Die Masse des ausgestochenen Schnees wird mit einer Federwaage bestimmt.
2.5. Massenbilanz und Gleichgewichtslinie
Die Gleichgewichtslinie verbindet alle Punkte.' an de-nen die spezifische Massenbilanz Null ist. Da diese B~
dingung auch um unzusammenhängende, apere
E1sfla-60
•
66 68-
78.mittlere Höhe der Flächen-Massenbilanz Gleichgewichtslinie verhältnisse
B
o
[m) Sc/S Sc/Sa
[106.m3 ww] [mmww]
2,81 314 2.995 0,58 1,40
+6,76 + 760 2.840 0,78 3,59
+3,65 +411 2.825 0,77 3,29
1,99 219 2.970 0,58 1,47
0,45 50 2.930 0,67 2,05
chen erfüllt ist, ist die Bestimmung einer mittleren H?he der Gleichgewichtslinie aus Karten oder Photos. nicht immer zielführend. Die mittlere Höhe der Gleichge-wichtslinie wird daher aus der Höhenverteilung der Massenbilanz als die Höhe mit 6 = O ausgewertet
(Abb. 4). . „
Der Zusammenhang zwischen dieser Hohe und der Massenbilanz ist in Abb. 5 abgebildet. Er wäre dann perfekt, wenn die Bilanz- Höhenverteilung in je.dem Jahr die gleiche Form hätte. Die Bestimmung der Bilanz aus der Höhe der Gleichgewichtslinie ist eine indirekte Methode, die dadurch an praktischem Wert gewinnt, daß sie mit Ausnahme von extrem negativen Jahren nur einen Besuch oder ein Photo des Gletschers am Ende des Haushaltsjahres voraussetzt (Tab. 3).
2.6. Flächenverhältnisse
Das Akkumulationsgebiet ist die Fläche Sc, in der die spezifische Bilanz positiv ist, b = c>O, im Ablationsge. -biet Sa ist sie negativ, b = a<O. Da bei einem stationä-ren Gletscher die Oberfläche unverändert bleibt, muß die jährliche Netto-Akkumulation
c ·
Sc durch die Glet-scherbewegung ins Ablationsgebiet transportiert wer-den, wo sie abschmilzt. Die Identitätc ·
Sc = ä · Sa und die Tatsache, daßc
und ä aus der Bilanz-Höhenvertei-lung b(h) direkt bestimmt werden kann, bedeutet, daß bei einem vorgegebenen Verlauf von b(h) und von S(h) die Massenbilanz durch das Verhältnis Sc/Sa ausge-drückt werden kann. Durch b(h) bekommt dieses Flä-chenverhältnis eine energetische Komponente, durch S(h) eine topographische (Tab. 4).Die Abbildung 6 zeigt die Korrelation der mittleren spezifischen Massenbilanz des Hintereisferners mit den Flächenverhältnissen Sc/Sa und Sc/S, wobei S = Sa
+
Sc. Wie beim Zusammenhang zwischen Höhe der Gleichgewichtslinie und Massenbilanz ist auch hier die geringe Streuung der Werte auf die geringe Ände-rung des Verlaufs von b(h) von einem Jahr zum ande-ren zurückzuführen.Tabelle 4
2.7. TS-Kurven
Die Korrelation der Massenbilanz mit der Summe der positiven Gradtage wird dadurch stark verbessert, daß die Wärme, die zum Abschmelzen von Neuschnee auf dem Gletscher benötigt wird, als eine bestimmte Anzahl von Gradtagen abgezogen wird. Diese reduzierte Zahl der positiven Gradtage wird mit TS bezeichnet, wobei T die Temperatur als Parameter der Globalstrahlung be-deutet, S den Neuschnee als Parameter der Albedo (Abb. 7). Nur der Teil des Niederschlags muß berück-sichtigt werden, der als Schnee auf den Gletscher fällt und damit die Albedo erhöht und die Ablation verrin-gert. Überdurchschnittlicher Winterschnee wird durch Verschiebung des Nullpunkts der TS- Skala zu negati-ven Werten ausgeglichen, nach trockenen Wintern wer-den positive Gradtage vorgegeben.
Der Korrelationskoeffizient der TS-Werte mit der Massenbilanz ist - 0,94. Die Standardabweichung der so berechneten Bilanz von der Regressionsgeraden ist 190 mm oder weniger als 10 % der Schwankungsbreite zwischen den beiden Extremen des Massenhaushalts (1963/64: - 1.244 mm, 1964/65:
+
925 mm).Mittlere spezifische Massenbilanz 6 auf Flächen 6S zwischen 50 m-lsohypsen.
1975/76 1976/77 1977/78 1978/79 1979/80
Höhenstufe Fläche 5 Fläche b Fläche b Fläche b Fläche 5
[m] [km2] [g/cm2 ] [km2] [g/cm2] [km2 ] [g/cm2 ] [km2 ] [g/cm2 ] [km2] [g/cm2]
3750-3700 0,002 + 12 0,002 + 37 0,002 + 12 0,004 + 13 0,004 + 0 3700-3650 0,024 + 11 0,024 + 55 0,024 + 12 0,023 + 4 0,023 + 3 3650-3600 0,031 - 2 0,031 + 74 0,031 + 15 0,032 + 7 0,032 + 15 3600- 3550 0,023 + 5 0,023 +114 0,023 + 38 0,023 + 17 0,023 + 13 3550- 3500 0,026 + 9 0,026 +126 0,026 + 42 0,026 + 14 0,026 + 19 3500-3450 0,085 + 34 0,085 +166 0,085 + 64 0,086 + 38 0,086 + 22 3450-3400 0,157 + 44 0,157 +166 0,157 + 80 0,165 + 47 0,165 + 31 3400-3350 0,296 + 50 0,296 +186 0,296 +104 0,294 + 54 0,294 + 48 3350- 3300 0,433 + 78 0,433 +221 0,433 +132 0,423 + 72 0,423 + 72 3300- 3250 0,449 + 59 0,449 +176 0,449 +104 0,469 + 53 0,469 + 61 3250-3200 0,510 + 56 0,510 +161 0,510 + 98 0,524 + 46 0,524 + 48 3200- 3150 0,675 + 58 0,675 +170 0,675 +114 0,711 + 55 0,711 + 68 3150-3100 0,840 + 46 0,840 +172 0,840 +105 0,871 + 54 0,871 + 73 3100-3050 0,796 + 38 0,796 +151 0,796 + 94 0,809 + 41 0,809 + 61 3050- 3000 0,639 + 10 0,639 +106 0,639 + 78 0,657 + 26 0,657 + 38 3000- 2950 0,642 - 12 0,642 + 79 0,642 + 55 0,629 + 2 0,629 + 14
2950-2900 0,587 - 36 0,587 + 53 0,587 + 43 0,618 - 24 0,618 - 3
2900-2850 0,500 - 60 0,500 + 28 0,500 + 19 0,519 - 54 0,519 - 22
2850-2800 0,418 - 91 0,418 - 7 0,418 0 0,400 - 74 0,400 - 46
2800- 2750 0,602 - 124 0,602 - 27 0,602 - 33 0,617 - 126 0,617 - 83 2750-2700 0,357 -199 0,357 - 91 0,357 - 86 0,349 -210 0,349 - 152 2700- 2650 0,364 - 249 0,364 - 170 0,364 - 129 0,388 - 210 0,388 - 199 2650-2600 0,218 - 295 0,195 -228 0, 195 -205 0,214 - 286 0,214 - 267 2600-2550 0,144 -362 0,126 -270 0,126 -248 0, 110 -316 0,110 -~05
2550- 2500 0, 102 - 418 0,085 - 343 0,085 -301 0,073 -349 0,073 - 333 2500- 2450 0,035 - 509 0,019 - 420 0,019 -341 0,042 -389 0,042 - 383 8,96 -31,4 8,88 +76,1 0,88 +41, 1 9,079 -21,9 9,079 -5,0
49
1.0
.St-Sc/S
.6~
At- ~
58 59
.21-• • •
••
_j_
-100
63 53 71 70
• •
• •
l
69
•
5456 61 57 76 79
„
• •
• •
Abb. 6: Hintereislerner: Flächenverhältnisse und mittlere spezifische Massenbilanz.
TS 750
Oe
650
550
450
350
-1200 -800 -400
Abb. 7: Hintereislerner: TS-Werte und mittlere spezifische Massenbilanz.
1
•
• •
• • •
•
0
0
66 78 68
• •
•
400
T
77 65
...,5
•
-4
•
- 2
.... 1
g/cm2 100
5
800 mm
2.8. Klimadaten
Während des internationalen hydrologischen Pro-gramms wurde die Erfassung von Klimadaten in Vent
(1.906 m), vor der Zunge des Hintereisferners
(2.442 m) und an der Station Hintereis (3.030 m) fortge-setzt.
In Vent war am 31. 12. 1977 der tägliche Klimadienst aus personellen Gründen eingestellt worden. Dadurch mußte die Registrierung der Sonnenscheindauer, die Beobachtung der Bewölkung und des Witterungsablaufs fallen gelassen werden. Nach wie vor wird aber der Luftdruck, die Temperatur, die relative Feuchte, der Wind und der Niederschlag registriert.
An der Station Hintereisferner-Zunge werden eben-falls Temperatur, relative Feuchte und Wind (Woelfle) registriert. Der Niederschlag aus Wartungsgründen je-doch nur im Sommer mit einer Niederschlagswaage.
Auf der Station Hintereis wurden bis zum Juni 1977 die Temperatur und die relative Feuchte mit Thermohy-grographen registriert, was aber nur während der Abla-tionsperiode möglich war. Die Datenerfassung wurde dann auf Magnetband (Energieversorgung mit Solarzel-len) umgestellt und erlaubt einen ganzjährigen Betrieb (Temperaturjahresmittel 1978: - 5,0°C). Die relative Feuchtigkeit und der Luftdruck werden nur im Sommer registriert.
Im Sommer werden die Geräte an den Gletschersta -tionen alle 1 O bis 14 Tage, während der Arbeitseinsätze ständig und im Winter monatlich kontrolliert und gewar-tet. Dadurch wird eine befriedigende Genauigkeit ge-währleistet, was sich auch in den erhaltenen mittleren Temperaturgradienten zwischen den Stationen nieder-schlägt. Darin zeichnet sich nicht nur die mittlere Tem-peraturschichtung der Atmosphäre, sondern auch ein
Tabelle 5
„Ausaperungseffekt" ab. Es zeigt sich eine „
Überhit-zung" der tiefer liegenden Stationen im Mai und Juni
gegenüber der Station Hintereis, bei der zu dieser Zeit noch winterliche Bedingungen vorherrschen. Die größe-ren Gradienten in diesen Monaten täuschen auf Grund der unterschiedlichen Bodenbeschaffenheit an den Sta-tionen eine etwas labilere Schichtung der Atmosphäre vor. Sie wird in der freien Atmosphäre etwas abge-schwächt vorhanden sein. Ein interessanter monatlicher Temperaturgradient tritt im November 1978 mit -0, 1°C/100 m zwischen der Station Hintereis und Hin-tereisferner-Zunge auf. Es gab vom 1. bis zum 26. kei-nen Niederschlag und die Bewölkung bestand während dieser Zeit, wenn überhaupt, größtenteils aus hohen Wolken. Die Zungenstation hat im November auf Grund ihrer Horizontüberhöhung nur am Nachmittag kurz Son-ne, wogegen die Station Hintereis auf dem Grat eines nach Süden geneigten Hanges liegt und in dieser Rich-tung nur eine geringe Überhöhung des Horizontes auf-weist. Auf Grund dieser Gegebenheiten ergibt sich für die Zungenstation eine zu niedrige Monatsmitteltempe-ratur im Vergleich zur besonnten Umgebung auf selber Höhe .
3. Wärmehaushalt
Nach einer Reihe von Voruntersuchungen wurde im Sommer 1971 in 2.960 m Höhe eine Meßstation auf den Hintereisferner errichtet, um die Wärmehaushaltskom -poneten und deren Veränderungen im Zusammenhang mit dem Witterungsablauf und den daraus resultieren-den Auswirkungen auf resultieren-den Massenhaushalt während einer Ablationsperiode studieren zu können.
Mittelwerte der Temperatur [°C], berechnet aus (7 + 19 + Max. + Min.)/4 und Niederschlagssummen [mm] in Vent in den Jahren 1975-1980.
Temperatur Niederschlag
Jahr Jahresmittel Sommer Ablationsperiode
Jahressumme Sommer Ablationsperiode 1. 6. - 31. 8. 1.5.- 30.9. 1.6. - 31.8. 1. 5. - 30. 9.
1975 1.5 8.5
1976 1 .1 8.8
1977 1.9 8.6
1978 1.4 8.2
1979 1.0 (8.5)
1980 0.8 (8.8)
Tabelle 6
Mittelwerte der Temperatur [°C], berechnet aus (7 + 19 + Max. + Min.)/4 an der Hintereisferner-Zunge (2442 m) und an der Station Hintereis (3030 m) in den Jahren 1975-1980.
Hintereislerner-Zunge Station Hintereis Jahr Sommer Abl.-Periode Sommer Abl.-Periode
1. 6. - 31. 8. 1.5.- 30.9. 1. 6. - 31. 8. 1. 5. - 30. 9.
1975 5.3 4.6 1.7 0.8
1976 5.7 4.0 1.6 0.1
1977 5.3 3.9 1.1 -0.1
1978 5.2 3.9 0.8 0.5
1979 5.4 4.0 1.5 0.6
1980 5.5 1.3 0.4
7.9 7.3 7.1 6.8 7.2 7.3
763 317 478
642 206 374
727 298 405
564 183 303
823 226 367
481 160 229
Die Abbildung 8 zeigt den Verlauf der kurzwelligen, der langwelligen und der Gesamtbilanz von Juli bis September 1971 an der Hauptstation Hintereisferner.
Die langwellige Bilanz zeigt einen bis ins Detail gehen-den konphasen Verlauf mit der Bewölkung. Außerdem fällt der antiphase Verlauf von langwelliger und kurz-welliger Strahlungsbilanz auf. Dies kann darauf zurück-geführt werden, daß bei geringen Albedoschwankungen die kurzwellige Bilanz nur vom Betrag der Globalstrah-lung abhängt.
Während die Globalstrahlung mit zunehmender Be-wölkung kleiner wird, nimmt die langwellige Bilanz zu.
Insgesamt sieht man aber aus den Abbildungen, daß die Gesamtstrahlungsbilanz (B) positiv mit der kurzwel-ligen Bilanz (S
+
D+
RH - R) korreliert ist, währendTabelle 7
Mittlere Temperaturgradienten [-°C/100 m] zwischen der Station Vent (1906 m), Hintereisferner-Zunge (2442 m) und der Sta-tion Hintereis (3030 m)
Vent - Vent - Hintereislerner-Zunge
-Station Hintereis Hintereislerner-Zunge Station Hintereis
Jahr
Sommer Ablationsperiode Sommer Ablationsperiode Sommer Ablationsperiode 1. 6. - 31. 8. 1.5.- 30.9. 1 . 6. - 31. 8. 1. 5. - 30. 9 . 1 . 6. - 31. 8. 1. 5. - 30. 9 .
Niederschlagswerte von Totalisatoren im Raum Hintereisferner [in mm] im Zeitraum 1975/76 bis 1979/80.
RM VENT (1900 m) HOCHJOCHHOSPITZ (2360 m) im Mittel abnehmende Albedo der Gletscheroberfläche während des Sommers, was höhere Werte der kurzwel-ligen Bilanz zur Folge hat. Die Beträge der kurzwelkurzwel-ligen Bilanz sind über weite Teile des Sommers doppelt so groß wie die der langwelligen Bilanz.
3.1. Messungen
von Eis- und Firntemperaturen am Hintereisferner
Am Hintereislerner (Ötztal, Tirol) wird seit Sommer 1972 in 2.800 m Seehöhe an einem 15 m tiefen Profil die Temperatur des Gletschereises mit Thermoelemen-ten gemessen. Seit Herbst 1975 erfolgten die Messun-gen zusätzlich in einem Längsprofil mit 5 Meßstellen zwischen 3.150 und 2.550 m Seehöhe mittels Thermi-storen in Tiefen bis zu 16 m. Die jahreszeitlichen Schwankungen sind gekennzeichnet durch
233 436 240 669 mit dem Abschmelzen der Winterschneedecke.
In 1 O m Tiefe trifft bei Station 28 die Winterkälte sehr verspätet ein und die Jahresschwankung der Eis-temperatur beträgt nur wenige Zehntel Grad Celsius.
Insgesamt stieg die 10 m-Temperatur von - 1,5°C Energiehaushalt bestimmt und von der Möglichkeit von Phasenübergängen. Wenn die Summe von Strahlungs-bilanz-, Bodenwärmestrom und turbulenten Strömen fühlbarer- und Verdunstungswärme positiv ist, schmilzt
500 September und Tagesmittel der Bewölkung (6h-22h).
28 24-28
Sand
Abb. 9: Strahlungstemperaturen am Rand des Hintereislerners ['C];
2400-2500 m, 29. Mai 1977.
eine Eisfläche und bleibt auf 0°C, während unter den gleichen Bedingungen Steine auf erhebliche positive Temperaturen aufgeheizt werden (Abb. 9). Im Vorfeld des Hintereislerners wurden im Juli mit einem Infrarot-thermometer an trockenen Steinen Temperaturen von über 40°C beobachtet, an windausgesetzten Stellen Die von Schnee- und Eisflächen reflektierte Energie dringt zum größten Teil erst in das Medium ein, bevor
sie durch Vielfachstreuung nach oben gelenkt wird. Das Spektrum der Albedo wird also von Absorption und Streuung bestimmt und zeigt vor allem im Bereich der H20-Banden im nahen Infrarot die Möglichkeit von Rückschlüssen auf die Struktur der Schneedecke.
Die Abbildung 1 O zeigt eine Meßserie von Spektren der von einer ebenen Schneefläche auf der Seegrube bei Innsbruck hemisphärisch reflektierten Globalstrah-lung. Bei frischgefallenem, trockenem Schnee (27. 3.) ist die Single Scattering Albedo wegen der feinen Kri-stallstruktur nahezu Eins und die Albedo bleibt auch im nahen Infrarot hoch. Mit der Durchfeuchtung der Schneedecke (30. 3.) überwiegt der Einfluß der Absorp-tion an flüssigem Wasser und in den metamorphen Schneekörnern. Mit zunehmender Vergröberung der Körper (1. 4. und 14. 6.) sinkt die Gesamtalbedo und die H20-Banden werden tiefer.
100
%
80
60
40
20
700 900 1100
27.3.1978
1300 1550 nm
Abb. 1 O: Spektraler Verlauf der Albedo nach einer Meßserie der von einer ebenen Schneefläche reflektierten Globalstrahlung.
3.4. Verdunstung
Am HEF werden seit dem Sommer 1978 Messungen zur Untersuchung der Verdunstung von Schnee und Eis durchgeführt. Dabei dienen 1 O Liter-Plexiglasbehälter als Lysimetertöpfe. Es werden jeweils 2 dieser Töpfe ineinander gestellt, der Äußere wird in die Schneedecke eingelassen, der Innere wird mit Schnee gefüllt und in bestimmten Zeitabständen herausgenommen und ge-wogen. Die Gewichtsdifferenzen zwischen den Meßter-minen werden auf 0.5 g genau bestimmt. Bei einer Oberfläche von 400 cm2 entspricht 1 g Gewichtsabnah-me einer Verdunstung von 0.025 mm. Dieselbe Meßme-thode wird mit etwas mehr Arbeitsaufwand auf dem Gletschereis angewandt.
Im Sommer 1980 konnten mehrere Meßreihen durch-geführt werden. An der Station Hintereis (3.026 m) wur-den zwischen dem 23. 7. und dem 3. 8. insgesamt 203 stündliche Messungen gemacht. In Abständen von mehreren Stunden wurden gleichzeitig an der Hauptsta-tion (2.960 m in Gletschermitte) Wägungen
durchge-führt. Zwischen dem 21. 8. und dem 29. 8. wurden an der Zunge des Hintereisferners insgesamt 139 stündli-che Messungen durchgeführt. Gleichzeitig mit jeder Wägung wurden Lufttemperatur und Dampfdruck, mit einem IR-Thermometer die Oberflächentemperatur und mit Windzählern in verschiedenen Höhen die Windge-schwindigkeit bestimmt.
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Hydrologische und Glaziologische Untersuchungen im Ötztal, 1952- 1982. - Bericht über Projekte, die von der Öst. Akademie der Wissenschaften im Rahmen von IHD,
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